COURS 11

Question 1

Comment sont créées les ondes radios?

Answer 1

Les ondes radio sont créées en envoyant un courant électrique alternant de haut en bas le long d’une antenne, causant un changement oscillatoire dans le voltage.
Ce changement oscillatoire du voltage fait en sorte que les électrons sont poussés de haut en bas le long de l’antenne, créant des ondes radio électromagnétiques qui voyagent dans l’air.

Question 2

Quelle est la fréquence (Hz) des ondes radios?

Answer 2

98 megaHz

Question 3

Les ondes radios font parties de quel groupe d’ondes?

Answer 3

ondes électromagnétiques.
La radiation provenant des ondes radio et de la lumière visible est en fait de l’énergie, qui a la capacité de stimuler – plus la fréquence de la longueur d’onde est élevée, plus l’énergie du radiation est forte.

Question 4

Qu’est-ce qui différencie les ondes de lumière et les ondes radios.

Answer 4

La différence principale entre les ondes de lumière visible et les ondes radio qui sont diffusées à partir d’une station de radio FM est la fréquence des ondes (ou le niveau d’énergie qu’elles contiennent).

Question 5

Comment est-ce que les ondes radio sont transmises et modulés?

Answer 5

-La fréquence des ondes radio produite par une antenne de transmission peut être modulée en ajustant le taux de changement du voltage de haut en bas sur l’antenne.
-Une plus haute fréquence de changements oscillatoires du voltage résultera en une onde radio avec une plus haute fréquence transmise par l’antenne.
-Lorsque les ondes radio se heurtent à un objet, leur énergie de radiation peut stimuler les atomes composant cet objet.
- Dans le cas d’une antenne de réception, une onde radio ferait osciller les électrons de cette antenne à la même fréquence que la sienne.
Le récepteur d’une radio utilise également la fréquence de résonance
-Le circuit à l’intérieur du récepteur envoie de petites impulsions d’électricité le long de l’antenne de la radio à un voltage qui alterne et qui correspond à la fréquence de l’onde radio que la radio veut détecter
– lorsque cela se produit, l’antenne est stimulée uniquement par cette fréquence
-L’antenne de la radio est donc réglée à la fréquence de résonance de l’onde radio ciblée.

Question 6

définition de la résonance?

Answer 6

La résonance est la tendance d’un objet à osciller avec une plus grande amplitude (c’est-à-dire, force) lorsqu’il est stimulé par certaines fréquences

Question 7

La fréquence à laquelle la stimulation de l’objet est maximale est appelée —— de cet objet

Answer 7

la fréquence de résonance.

Question 8

Quels atomes sont utilisé dans les IRM?

Answer 8

les atomes d’hydrogènes

Question 9

Les atomes d’hydrogène agissent comme quoi lorsqu’ils tounent autour de son propre axe?

Answer 9

aimant (ils créent un champ magnétique).

Question 10

Combien de proton/électron un atome d’hydrogène contient?

Answer 10

1 proton et 1 électron.

Question 11

Comment fonctionne le principe des atomes d’hydrogène dans l’IRM?

Answer 11

-Le noyau de certains atomes, mais pas tous, peut absorber l’énergie radio-fréquence (RF) lorsqu’ils sont alignés avec un champ magnétique externe.
-Les atomes d’hydrogène (spécifiquement les protons) n’y font pas exception; lorsqu’il est dans un état magnétisé, ce phénomène se produit dans leur noyau également.
-C’est parce que les protons d’hydrogène agissent comme de petits aimants dans leur état naturel, ils peuvent être alignés le long d’un champ magnétique.
-Dans cet état magnétisé, les protons peuvent être stimulés par une impulsion radio-fréquence (RF) spécifique, comme l’antenne de réception est stimulée par l’onde radio FM
-C’est ce qui rend possible le phénomène appelé Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), et c’est ce procédé principal qui est utilisé par les machines IRM
-Parce que le corps est composé à 70% d’eau (contenant beaucoup d’atomes d’hydrogène), l’IRM utilise la différence dans les niveaux d’eau des différents tissus pour créer des images
détaillées de ces tissus.

Question 12

Quelles sont les 3 composantes du scanner IRM

Answer 12

l’aimant, les bobine radio-fréquence, la bobine de gradient.

Question 13

Quelle est la force de l’aimant dans le scanner?

Answer 13

1.5 tesla (10 000 fois le champ magnétique de la Terre).

Question 14

À quoi servent les bobines radio-fréquence?

Answer 14

-Les bobines radio-fréquence (RF) génèrent des ondes radio à des
fréquences spécifiques, qui vont être émises dans le corps
- Les bobines radio-fréquence (RF) servent également à enregistrer les ondes radio qui proviennent des
tissus du corps en réponse au ondes émis, et c’est ce signal que
le scanner IRM utilise pour créer des images 3D des tissus.

Question 15

Quelle est l’utilité de la bobine de gradient?

Answer 15

-La bobine de gradient est capable de faire incliner légèrement le champ magnétique dans les dimensions x, y et z
- Cette légère inclinaison du champ magnétique est ce qui permet au scanner IRM de créer des images 3D des tissus, en collectant des signaux le long des trois dimensions.

Question 16

lorsque l’aimant est éteint, comment est la direction des atomes d’hydrogènes?

Answer 16

dans des directions aléatoires.

Question 17

lorsque l’aimant est allumé, comment est la direction des atomes d’hydrogènes?

Answer 17

aligné avec la direction du champs magnétique (tous parallèles).

Question 18

Combien de rotations font les atomes d’hydrogènes?

Answer 18

1 - une rotation du proton autour de son axe.
2- rotation autour du champ magnétique appliqué.

Question 19

définition de précession.

Answer 19

tourner autour d’un champ magnétique. (précession autour de la force gravitationnelle de la terre.

Question 20

définition de la fréquence de précession?

Answer 20

La fréquence de précession estappelée la fréquence de Larmor,
et correspond simplement au nombre de fois par seconde où
un proton « précesse » (ou tourne) par rapport au champ
magnétique, effectuant un tour complet.

Question 21

Est-ce que les ondes radios peuvent stimuler les protons d’hydrogènes?

Answer 21

oui, mais pas n’importe quelle fréquence radio.

Question 22

Comment se nomme la fréquence de l’onde qui stimulera le proton d’hydrogène?

Answer 22

la fréquence de résonance.
Lorsqu’il est exposé au champ magnétique de l’IRM, la fréquence
de résonance du proton d’hydrogène est égale à sa fréquence de Larmor.

Question 23

Quelle est la fréquence de résonance des protons d’hydrogènes?

Answer 23

64MHz

Question 24

Explique le phénomène de Résonance Magnétique Nucléaire

Answer 24

• Les protons d’hydrogène absorbent, puis renvoient l’énergie radio-fréquence (RF) seulement lorsque la fréquence de l’impulsion RF de l’onde équivaut à sa fréquence de résonance
  spécifiquement.
• Pour que cela soit possible, les protons d’hydrogène sont exposés à un champ magnétique très fort (> 1.5 T)
• Les protons d’hydrogène vont s’aligner avec l’orientation du champ magnétique, tout comme l’aiguille d’une boussole s’aligne avec le champ magnétique de la Terre.
• L’IRM envoie ensuite une impulsion radio-fréquence (RF) dans les tissus grâce à ses bobines, avec une fréquence qui correspond à la fréquence de résonance des protons d’hydrogène (64 Mhz à 1.5 T)
• Les bobines de l’IRM sont comme des antennes de radio, qui ont comme rôle d’émettre un signal radio très homogène dans les tissus
• L’énergie radio-fréquence (RF) à cette fréquence est absorbée, et cela vient désaligner l’axe du proton par rapport au champ magnétique
• C’est là que le phénomène RMN commence.
• Après avoir absorbé l’énergie de l’onde radio, les protons d’hydrogène vont continuer à « précesser » dans leur nouvelle orientation
• Ces protons qui « précessent » émettent maintenant leur propre signal RF alors qu’ils relâchent l’énergie qu’ils avaient absorbée – c’est ce signal qui sera détecté par le scanner IRM grâce à ses bobines.
• Toutefois, ce signal ne dure pas éternellement – après un certain temps, le signal RF émis par les protons d’hydrogène se détériore et ne peut plus être mesuré.
• Le temps nécessaire à la détérioration du signal RF émis par les protons est différent pour les différents tissus du corps
• Ce temps s’appelle le T2 et le processus s’appelle T2-relaxation
• T2-relaxation est l’une des méthodes majeures permettant de fournir un contraste dans les tissus sur les images.
• Finalement, les protons d’hydrogène vont éventuellement se réaligner avec le champ magnétique – et le temps nécessaire pour faire cela est également différent à travers les tissus
• Cela s’appelle le T1-relaxation, il représente l’autre méthode majeure permettant l’observation du contraste à travers les tissus sur les images.
  *Ce procédé de désalignement des protons afin de détecter leurs signaux RF émis alors qu’ils se détériorent (T2) et se réalignent avec le champ magnétique (T1) est répété encore et encore jusqu’à ce qu’une quantité suffisante de signal ait été détecté pour produire une image utile qui représente bien les tissus ciblés
• C’est donc le phénomène RMN que le scanner IRM utilise pour générer des images.

Question 25

Les protons doivent être exposé à un champs magnétique de combien dans la résonance magnétique nucléaire?

Answer 25

plus grand que 1.5T

Question 26

Comment on mesure le signal RMN?

Answer 26

on mesure la fréquence de Larmor (fréquence de précession du proton).
Changement dans le voltage alors que le champ magnétique passe à travers la bobine.
les “bosses et creux” correspondent à lorsque les poles sud et nord passe près de la bobine radio-fréquence.
c’est la sommation de ces rotations lorsque tous les protons sont alignés.

Question 27

définition de temps de Relaxation T2?

Answer 27

lorsque les protons arrêtent d’être alignés.
le déphasage de la précession des protons (détérioration du signal).

Question 28

suite au déphasage, comment la bobine de gradient aide à mesurer le signal RMN?

Answer 28

permet le codage spatial (3D).
vient déformer le champ principal.

Question 29

définition de pixel?

Answer 29

petite partie du IRM qui s’allonge le long de l’axe X et Y

Question 30

définition de Voxel?

Answer 30

Les pixels empilé sur l’axe des z. petits cubes.

Question 31

Quelle est le temps T2 relaxation des différentes parties du corps(os, poumons, foie, muscle, matière blanche/grise, eau, LCR)

Answer 31

os = 1ms
poumons = 0,1-2ms
foie = 40ms
muscle = 45ms
matière blanche = 90ms
matière grise = 100ms
LCR = 160m
eau = 1000ms.
Cette valeur est le temps nécessaire pour que le signal RNM se détériore de manière significative (environ 25 % de sa valeur initiale pour)

Question 32

définition du temps d’écho (TE).

Answer 32

le temps dans la prise de mesure, où la différence du signal RMN est la plus grande entre MG et MB pour pouvoir bien les comparer.

Question 33

Comment vérifier la densité de signal sur l’image du IRM

Answer 33

noir = T2 plus court (moins d’eau).
blanc = T2 plus long (eau)

Question 34

définition de la technique Voxel-based Morphometry

Answer 34

• La technique voxel-based morphometry (VBM) mesure les différences dans les concentrations locales de tissu cérébral (la densité du signal IRM), par le biais d’une comparaison des voxels de plusieurs images du cerveau
• Cela signifie que les voxels situés dans une localisation spécifique d’une image IRM peuvent être comparés à ceux de la même localisation sur une autre image IRM
• Avant que des analyses ne puissent être effectuées, les images IRM doivent être pré-traitées.

Question 35

Quelle est la 1ere étape du Voxel-based morphometry

Answer 35

La normalisation :
* La forme globale du cerveau diffère entre les gens (e.g., différentes formes de tête)
* L’étape de la normalisation réduit ces différences, afin que les voxels qui se situent approximativement dans la même région cérébrale puissent être comparés.

Question 36

Quelle est la 2e étape du Voxel-based morphometry

Answer 36

La segmentation :
Les tissus des images normalisées sont ensuite classifiés en matière grise, matière blanche et LCR par le logiciel VBM.
*Exemple d’une carte de probabilité utilisée pour classifier automatiquement les tissus comme étant de la matière grise
* La densité de chaque voxel représente la probabilité qu’il contienne de la matière grise
* Plus la région spatiale se rapproche du blanc, plus la probabilité que le tissu de cette localisation spatiale soit de la matière grise est élevée
* Le logiciel compare l’image IRM normalisée du participant à la carte de probabilité pour déterminer si le tissu de ce voxel est de la matière grise ou non.

Question 37

Quelle est la 3e étape du Voxel-based morphometry

Answer 37

Le Lissage:
* Un filtre est ensuite appliqué aux données segmentées pour lisser (ou flouer) les bords des voxels
* Cela normalise encore plus les données de l’image, augmentant la capacité de détecter les différences entre les images IRM
* De grosses différences entre des voxels contigus sont parfois créés par des artefacts; le lissage réduit la possibilité que cela influence l’analyse des données.

Question 38

Comment on analyse les études Voxel-based Morphometry?

Answer 38

Après le pré-traitement, on attribue à chaque voxel de l’image une valeur de densité qui représente une estimation de la quantité de tissu qu’il contient (e.g., quantité de matière grise)

Question 39

définition de la volumétrie?

Answer 39

• Avec la volumétrie, le tissu des images IRM pré-traitées est classifié en différentes régions cérébrales.
• Cela est réalisé en utilisant un logiciel qui se base sur un “atlas”, qui lui est basé sur des centaines d’images IRM
• Le processus est automatisé, mais le chercheur doit examiner chaque image et confirmer que le logiciel identifie correctement
  les régions cérébrales d’intérêt
• Lorsque les aires cérébrales ont été classifiées, des estimations de la matière grise de toute la structure (ou d’une sous-région de la structure) sont produites.